石墨烯是一种具有极大比表面积,超高强度,导热、导电性能的二维层状材料,在短短数年之间就引起了学界和工业界的广泛关注。即便在低含量下,石墨烯能使聚合物复合材料的导热、导电等性能得到大幅提升。然而,石墨烯/聚合物复合材料在溶液加工过程仍然面临着石墨烯分散、两者界面相互作用改善以及石墨烯对溶液粘弹行为影响等诸多问题。对其溶液的流变行为进行研究,具有十分重要的基础意义。为此,我们以水溶性的聚乙烯醇为代表,研究氧化石墨烯对聚合物溶液的网络结构及凝胶行为的影响。在本实验中,通过不同氧化方法制备了氧化程度不同的大、中、小片的氧化石墨烯,再通过超声溶解的方法制得相应氧化石墨烯/聚乙烯醇溶液。本实验采用原子力显微镜(AFM)和透射电镜(TEM)来观察氧化石墨烯的尺寸与厚度,用傅里叶变换红外光谱(FT-IR),热失重分析(TGA)等来表征氧化石墨烯与聚乙烯醇之间的相互作用。最后,在HAAKE旋转流变仪上分别进行了动态应变扫描,动态频率扫描,动态温度扫描以及稳态扫描,来研究不同浓度以及加入大、中、小片氧化石墨烯的聚乙烯醇溶液的流变行为,并探讨了氧化石墨烯的二维片层尺寸和表面官能团数目对溶液流变行为、聚乙烯醇凝胶网络的影响。结果表明,氧化石墨烯能够均匀地分散在聚乙烯醇水溶液中,并与聚乙烯醇形成强烈的氢键相互作用。我们通过动态应变扫描,确定了1%的应变平台区。在动态频率、温度扫描中,我们发现加入氧化石墨烯会促进聚乙烯醇凝胶的形成。仅加入4mg/ml的氧化石墨烯,能够使体系的温度凝胶点上升约2～3℃,凝胶强度提高50%以上。其中,小片氧化石墨烯的增强效果最为显著,表明氧化石墨烯上含氧官能团数目相较其尺寸大小对聚乙烯醇/氧化石墨烯氢键网络体系的影响要更明显。